Лекция 1. Общие понятия об электроприводе

Согласно ГОСТ 1659379 «Электроприводом называется электромеханическое устройство предназначенное для приведения в движение рабочего органа машины и управления их технологическими процессами, состоящее из передаточного устройства, электродвигательного устройства, преобразовательного устройства и управляющего устройства»

Структурная схема электропривода

Преобразователь предназначен для согласования напряжения сети и частоты питающего напряжения с соответствующими величинами двигателя и согласования по роду тока.

По виду преобразователи бывают:

• неуправлямые выпрямители (на диодах), полу управляемые (на тиристорах), полностью управляемые (на запираемых тиристорах или транзисторах);

• инверторы тока и напряжения;

• преобразователи частоты (со звеном постоянного тока и непосредственные преобразователи частоты);

• импульсные преобразователи напряжения.

• Основным элементом является двигатель – электромеханический преобразователь. Электромеханическое преобразование энергии осуществляется в магнитном, электрическом и одновременно магнитном и электрических полях.

Электромеханическое преобразование энергии подчиняется трем законам электромеханики:

1. Электромеханическое преобразование энергии не может осуществляться с КПД равным 100%.

2. Все электрические машины обратимы согласно принципу Ленца. Обратимость машин – основное отличие электромеханических преобразователей от остальных (например, тепловых)

3. Электромагнитный момент образуется в результате взаимодействия токов, протекающих в обмотках и магнитного потока.

Двигатели делятся на двигатели постоянного и переменного токов.

В свою очередь двигатели переменного тока делятся на синхронные и асинхронные.

Синхронные делятся на: машины большой мощности Р=100 кВт и выше; машины малой мощности Р=100500 кВт

Синхронные машины большой мощности бывают: явнополюсные и неявнополюсные.

Асинхронные машины подразделяются на: машины с фазным ротором и машины с короткозамкнутым ротором.

Существуют также специальные машины это: вентильный двигатель - машина постоянного тока, в котором коллектор заменен на электронный коммутатор; линейный двигатель - двигатель постоянного или переменного тока с развернутым статором; шаговый - синхронный двигатель, ротор которого совершает дискретное перемещение.

Передаточное устройство осуществляет согласование момента и скорости двигателя с моментом и скоростью исполнительного органа рабочей машины. Передаточные устройства бывают следующих видов: редукторы цилиндрический, червячный, глобоидный, планетарный, волновой; передача винт-гайка; цепная, ременная, фрикционная передачи.

Устройства управления отличаются наибольшим разнообразием от кнопок управления, реле, до логических схем, микропроцессорных устройств.

По степени управляемости ЭП делятся на: управляемые и неуправляемые.

Управляемый ЭП строится по разомкнутому и замкнутому принципам.

Разомкнутые системы содержат только прямой канал передачи сигналов от устройства управления к объекту управления.

Замкнутые системы содержат обратные связи. Обратная связь – это канал, информация по которому передается от объекта управления в устройство управления.

Замкнутые системы подразделяется на:

а) ЭП со стабилизацией параметров  задание для такой системы остается постоянным (прокатный стан);

б) ЭП с программным управлением  закон управления ЭП заранее известен (ЧПУ);

в) следящий ЭП  это ЭП, в котором закон изменения заранее не известен (копировальные станки, системы обнаружения);

г) адаптивный ЭП  это ЭП, в котором осуществляется изменение структуры на основе информации об объекте (металлорежущие станки, роботы).

Перспективными системами ЭП являются:

1) Регулируемый электропривод переменного тока. В качестве преобразователей используются преобразователи частоты и напряжения на базе силовых транзисторов и запираемых GТO тиристоров.

2) Микропроцессорное управление электроприводами.

3) Системы следящего, адаптивного и фаззи управления для автоматизации технологических процессов.

4) Электромеханические устройства, сочетающих двигатель с механической передачей.

5) Новые электропривода на базе специальных электрических машин.

6) Использование в качестве линии передачи данных, использование оптико-волоконных линий.